注射式电活性“微型机器人”有朝一日将可用来治愈骨折

复杂的骨折可能难以治疗,有时需要切除受伤的骨头并用从身体其他地方获取的骨头来替代。然而,得益于一种实验性的新材料,造骨的微型机器人有朝一日可能会提供一种不太那么激烈的替代方法。

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该技术由瑞典林雪平大学和日本冈山大学的科学家开发。它的灵感来自于囟门组织,这种组织使婴儿的头骨在通过产道时柔软而有弹性,但之后不久就会变硬成为骨骼。

该材料本身目前采取的是海藻酸盐(海藻衍生的)水凝胶的薄条形式。该凝胶的一面覆盖着一种叫做聚吡咯(PPy)的电活性聚合物,而另一面则含有被称为细胞衍生的质膜纳米碎片(PMNFs)的生物分子。

当向该材料施加低压电流时,PPy的反应是体积增大。由于聚合物只在带子的一侧,这种反应导致带子向一侧弯曲。通过在材料中切割不同的图案,有可能使带状物弯曲成不同的形状如半圆形。

与此同时,由于PMNFs来自参与骨骼发育过程的细胞,因此当它们被放置在人体内时,会像骨骼一样自然矿化和硬化。

科研人员们希望有一天,由这种材料制成的微小“微型机器人”可以被注入复杂的骨折处,然后通过施加电流使其膨胀并填补骨缺损。之后,它们将硬化为填补缺损的骨骼。

在实验室实验中,科学家们已经成功地让这种材料的条状物在细胞培养基(化学上与人体相似)中包裹住鸡骨。这些条状物随后发展成人工骨并跟鸡骨融合。

这项研究是由Edwin Jager、Danfeng Cao、Emilio Satoshi Hara和Jose Martinez领导。相关研究报告已于最近发表在《Advanced Materials》上。

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